JPH06226181A

JPH06226181A - スロットノズルコ−タ型塗装装置

Info

Publication number: JPH06226181A
Application number: JP3452793A
Authority: JP
Inventors: Kenji Hamaogi; 健司濱荻; Takeo Fukushima; 丈雄福島; Kenichi Yanagi; 謙一柳
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-01-30
Filing date: 1993-01-30
Publication date: 1994-08-16

Abstract

(57)【要約】【目的】塗布ヘッドへの塗布液供給手段の供給不均一
等の影響を受けることなく、帯状被塗工物に塗料等の塗
布液を均一かつ安定に連続塗布することができるスロッ
トノズルコ−タ型塗装装置を提供する。【構成】スロットノズルコ−タ型塗装装置を、気密室
状の塗布液溜22が付設されたノズルヘッド21を有するス
ロットノズルコ−タ型塗装装置であって、かつ前記塗布
液溜22内の液面高さを調整する機構（塗布液タンク７，
ポンプ８，塗布液吐出口24，液面位置センサ−25，計算
・制御装置14）と、該塗布液溜22内の気圧を調整する機
構（圧力測定センサ−26，塗布膜厚測定センサ−29，コ
ンプレッサ−30，制御バルブ31，気体圧力測定センサ−
32，計算・制御装置26）とを備えて成る構成とすること
により、ノズル先端部における塗布液の圧力を的確に調
整して均一な塗布液膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鋼板等の帯状材に塗
料等の塗布液を連続的に塗布するためのスロットノズル
コ−タ型連続塗装装置に関するものである。

【０００２】近年、金属板，合成樹脂フィルム，紙とい
った帯状材に塗料等の塗布液を連続的に塗布する装置と
して、例えば特開平２−５６２７５号公報において「エ
クストル−ジョン型塗布ヘッド」と呼ばれ、また特開平
２−１５２５７４号公報では「リップコ−タ型塗布ヘッ
ド」と呼ばれているところの、スロット開口部から塗布
液を流出させて塗布を行う“スロットノズルコ−タ型塗
装装置”が注目されている。

【０００３】このうち、前記特開平２−５６２７５号公
報所載の塗布ヘッドは、図２に示されるように、バック
アップロ−ル１に支持されて走行する帯状材（被塗工
物）２の下方からこれに対向配置させる極く基本的なス
ロットノズルコ−タ型塗布ヘッドの一つであり、一般的
には該塗布ヘッド３の内部にポケット部４が形成されて
いて、スロット部５を通ってスロット開口６から流出す
る塗布液はこのポケット部４に供給されるようになって
いる。

【０００４】なお、前記ポケット部４は、断面がほぼ円
形で、塗布ヘッド３の幅方向（即ち帯状材２の幅方向）
とほぼ同一の長さ（有効長さは塗布幅と同等もしくは若
干長く設定されるのが通常である）に形成された一種の
液溜であって、塗布液の均一塗布を目的として設けられ
るものである。また、ポケット部４に連続して形成され
たスロット部５は、前述したように塗布液の流路となる
もので、その長さ（塗布ヘッド幅方向長さ）はポケット
部４とほぼ同一とされている。

【０００５】そして、塗布液供給手段からパイプ等を通
して塗布ヘッド３のポケット部４に塗布液が充満される
と、充満時の液圧によって塗布液が前記スロット部５を
上昇し、スロット開口６から流出して帯状材２上に塗布
される。

【０００６】ここで、前記特開平２−５６２７５号公報
所載の塗布装置では、塗布ヘッド３への塗布液の供給は
図３に示す経路で行われている。即ち、塗布液を塗布液
タンク７からポンプ８により供給パイプへ流出させ、フ
ィルタ９を通して塗布ヘッド３のポケット部４へ直接的
に供給する経路である。

【０００７】一方、前記特開平２−１５２５７４号公報
所載の塗布ヘッドは、図４で示される如く、塗布ヘッド
10内部の第１液溜11に加えて第２液溜12を先端部に設け
た構造となっている。

【０００８】そして、塗布液の塗布操業に際しては、図
５の塗布液供給経路並びに塗布液供給量制御系説明図に
示されるように、塗布液を塗布液タンク７からポンプ８
により供給パイプへ流出させ、塗布ヘッド10の第１液溜
11へ直接的に供給すると同時に、前記第２液溜12部分で
の塗布液圧力を圧力測定センサ−13で測定し、この測定
値を計算・制御装置14に取り込んで塗布液を供給するポ
ンプ８の制御が行なわれる。即ち、第２液溜12部分の塗
布液圧力測定値と基準圧力との差に応じてポンプ８を制
御し、塗布液の供給量を調整して均一な塗布膜厚を得よ
うとしたものである。

【０００９】しかしながら、上記説明からも明らかなよ
うに、従来のスロットノズルコ−タ型塗装装置では、塗
布ヘッドへ供給される塗布液は塗布液供給ポンプでの加
圧力の直接作用によってスロット開口から押し出され被
塗工物（帯状体）上に塗布される塗布形態を採用してお
り、このため、ポンプの脈動等による微小な塗布液圧力
の変動が影響して被塗工物上の塗布膜厚に周期的な変動
が生じるとの問題が指摘された。

【００１０】また、塗布ヘッドへの塗布液の供給がヘッ
ドの一端（液溜部の一端）から行われるのが一般的であ
るため、塗布ヘッド内でその幅方向に不均一な塗布液圧
力分布が生じ、被塗工物（帯状体）の幅方向に塗布膜厚
の不均一が生じるといった問題も指摘された。

【００１１】更に、上記塗装装置の塗布液供給系におい
ては、塗布液がノズル先端（スロット開口）に到達する
前の経路中にフィルタを設置して塗布液中に混入した不
純物粒子の除去を図るのが普通であるが、それでも微小
な気泡が塗布液中に混入した場合にはフィルタにより除
去するのは困難であって、そのためこれがノズルから吐
出されて被塗工物（帯状体）上に直接付着したり、ノズ
ル先端に付着して塗布膜表面に筋模様を発生させたり
し、これが塗布膜乾燥後も残存して重大な欠陥に結び付
くという問題も懸念された。

【００１２】このようなことから、本発明が目的とした
のは、塗布ヘッドへの塗布液供給手段の供給不均一等の
影響を受けることなく、帯状被塗工物に塗料等の塗布液
を均一かつ安定に連続塗布することができるスロットノ
ズルコ−タ型塗装装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成すべく鋭意行われた本発明者等の検討結果等を基にし
て完成されたものであり、「スロットノズルコ−タ型塗
装装置を、気密室状の塗布液溜が付設されたノズルヘッ
ドを有するスロットノズルコ−タ型塗装装置であって、
かつ前記塗布液溜内の液面高さを調整する機構と、該塗
布液溜内の気圧を調整する機構とを備えて成る構成とす
ることにより、走行する帯状材に均一な塗布液膜を安定
して塗布し得るようにした点」に大きな特徴を有してい
る。

【００１４】以下、本発明を図面に基づいて詳述する。
図１は、本発明に係るスロットノズルコ−タ型塗装装置
の一例を示した概要説明図であり、バックアップロ−ル
１に支持されて走行する帯状材（被塗工物）２面に対向
配置されるノズルヘッド部21には、エア−チャンバ状の
圧力調整塗布液溜22が付設されている。

【００１５】上記ノズルヘッド部21と圧力調整塗布液溜
22とは、塗布液供給路23によってつながれている。この
塗布液供給路23は、好ましくはノズル（スロット）の開
口幅と同一幅を持つように形成するのが良い。なぜな
ら、これによってノズル幅方向の流路の拡大や縮小によ
る流量分布の不均一が発生じなくなり、形成塗布膜の幅
方向不均一を極力防止できるからである。

【００１６】圧力調整塗布液溜22は、塗布液流通パイプ
により塗布液吐出口24及びポンプ８を介して塗布液タン
ク７に接続されている。なお、ポンプ８にはギアポンプ
が適している。また、圧力調整塗布液溜22内には液面位
置センサ−25が設置されており、この液面位置センサ−
25と前記塗布液タンク７，ポンプ８，塗布液吐出口24並
びに後述する計算・制御装置14とによって“圧力調整塗
布液溜22内の液面高さを調整する機構”が構成されてい
る。

【００１７】一方、ノズルヘッド部21には、ノズル先端
部（スロット先端部）における塗布液の圧力を測定する
ための圧力測定センサ−26が設置されている。なお、こ
のノズル先端部にはノズル幅方向全体にわたって溝27が
設けられ、かつこの溝で画定されたスロット壁をスロッ
ト側に押圧する調整用押えボルト28がノズル幅方向に等
間隔に複数個設置されて、ノズル先端の間隙（スロット
開口間隔）を幅方向に調整できるように図られている。

【００１８】更に、上記ノズルヘッド部21の下方位置に
は、帯状体２に塗布された塗布液の塗布膜厚を測定する
ための塗布膜厚測定センサ−29が配置されている。この
塗布膜厚測定センサ−29には、例えばβ線厚み計又は赤
外線厚み計等を適用するのが良い。また、前述した圧力
調整塗布液溜22の上部には、高圧気体を圧力調整塗布液
溜２に送るためのコンプレッサ−30が制御バルブ31を有
するパイプを介して接続されており、また液面上部の
“気体充満部分の圧力”を測定するための気体圧力測定
センサ−32も取付けられている。

【００１９】そして、圧力測定センサ−26，塗布膜厚測
定センサ−29，コンプレッサ−30，制御バルブ31，気体
圧力測定センサ−32並びに後述する計算・制御装置14と
によって“圧力調整塗布液溜22内の気圧を調整する機
構”が構成されている。

【００２０】ここで、別の観点に立てば、前述した液面
位置センサ−25，塗布液タンク７，ポンプ８，塗布液吐
出口24，圧力測定センサ−26，塗布膜厚測定センサ−2
9，コンプレッサ−30，制御バルブ31，気体圧力測定セ
ンサ−32及び計算・制御装置14は、一緒になって塗布液
供給制御系を構成しているとも言える。即ち、上述した
計算・制御装置14は、各センサ−（液面位置センサ−2
5，圧力測定センサ−26，塗布膜厚測定センサ−29，気
体圧力測定センサ−32）からの情報よりポンプ８と制御
バルブ31をコントロ−ルし、ノズル先端部の塗布液圧を
制御してノズル（スロット開口）から流出する塗布液量
を一定に調整する機能を担うものである。

【００２１】

【作用】さて、上記本発明に係るスロットノズルコ−タ
型塗装装置によると、塗料等の塗布液は、塗布液タンク
７からポンプ８を介して圧力調整塗布液溜22に送られ、
ここでコンプレッサ−30で加圧された気体によりノズル
先端に送られ、帯状材２上に塗布される。この際、塗布
液は圧縮性の大きい“気体”により加圧されて送給され
るので、ポンプ８の脈動等による塗布液圧の乱れは該気
体に吸収されて除去されてしまい、従って乱れの無い塗
布液がノズルヘッド部21に送られる。

【００２２】また、 "圧力調整塗布液溜22内の塗布液面
レベル”を測定し、その測定値に基づいて塗布液タンク
７と圧力調整塗布液溜22の間に設けられたポンプ８を稼
働し圧力調整塗布液溜22内の塗布液面レベルを調整する
と共に、 "ノズル先端部の塗布液圧", "圧力調整塗布液
溜22内の気体圧力" 並びに "塗布膜厚”を測定し、それ
らの測定値に基づいてコプレッサ−30と圧力調整塗布液
溜22の間に設けた制御バルブ31を調整し圧力調整塗布液
溜22内の気体圧力が制御されるので、ノズル先端部での
塗布液圧の自在な安定した制御が可能となり、そのため
帯状材２上の塗布膜厚も的確に調整することができる。

【００２３】この時の制御手順は、次の通りである。ま
ず、液面位置センサ−25によって圧力調整塗布液溜22内
の塗布液面レベルが測定され、その情報が制御のための
計算・制御装置14に伝達される。そして、この計算・制
御装置14からポンプ８に適正液面レベル保持のための信
号が送られ、塗布液タンク７から圧力調整塗布液溜22に
塗布液が供給される。

【００２４】一方で、塗布膜厚測定センサ−29により
“バックアップロ−ル１によって支持され走行する帯状
体２”の上に形成された塗布膜厚が測定され、その情報
が制御のための計算・制御装置14に伝達される。計算・
制御装置14は、塗布膜厚の測定値と所要膜厚との差に基
づいて制御バルブ31をコントロ−ルし、所要の膜厚が得
られるように圧力調整塗布液溜22内の気体圧力を調整す
る。

【００２５】また、所要膜厚達成後は、ノズル先端部の
塗布液圧を一定にして一定膜厚を維持するため、塗布液
の液位（液面レベル）変化に伴うノズル先端部及び圧力
調整塗布液溜22内の塗布液圧変化を抑えるべく計算・制
御装置14によって制御バルブ31のコントロ−ルがなされ
る。

【００２６】ここで、ノズル先端の間隙（スロット開口
間隔）が狂うことによって生じるノズル幅方向塗布液膜
厚の不均一は適宜箇所の調整用押えボルト28を調節して
是正でき、またノズル幅方向での塗布液量分布の不均一
はノズル（スロット）の開口幅と塗布液供給路23の幅を
同一とすることにより防止できることは既に述べた通り
であるが、塗布液中に混入した“気泡”や“不純物粒
子”等による悪影響を防止するには、次のような手立て
を講じるのが良い。

【００２７】即ち、塗布液中に混入した“気泡”や“不
純物粒子”は、圧力調整塗布液溜22内に堰を設けること
によってノズルヘッド部21へ侵入するのを効果的に防止
することができる。

【００２８】図１は、圧力調整塗布液溜22内の２箇所に
堰33，34を設けて圧力調整塗布液溜22を３つの領域に分
割した例を示している。このように堰を設けておくと、
塗布液中に混入していた気泡や不純物粒子は堰33，34に
より画定される“領域Ｉ”及び“領域II”で浮上又は沈
降し、堰33，34によってトラップされるため、ノズルヘ
ッド部21に侵入することがない。この場合における“圧
力調整塗布液溜22内の液面レベル”は、堰34の上端より
も下にそして塗布液吐出口24よりも上に位置しないよう
制御されることは言うまでもない。

【００２９】なお、塗布液中に混入した不純物粒子につ
いては、上記堰によって分割された“領域”の１箇所も
しくは複数箇所にフィルタを設けておけばノズルヘッド
部21への侵入がより確実に防止される。図１には、“領
域Ｉ”の出口と“領域II”の入口にフィルタ35が設けら
れた例が示されている。

【００３０】続いて、本発明の効果を実施例により更に
具体的に説明する。

【実施例】本発明例として図１に示したような塗装装置
を、そして従来例として図２に示したような塗装装置を
それぞれ使用し、幅：１０００mm，厚さ:0.5mmの鋼板に
対して一般ポリエステル系塗料の塗装試験を実施した。

【００３１】この際、バックアップロ−ルとしては何れ
も直径：１０００mmのものを用い、塗料の粘度は1.5ホ゜ア
ス゛に調整した。なお、ノズルは何れもノズル（スロッ
ト）幅：１１００mm，ノズル先端（スロット）間隙：0.
1mm のものを使用すると共に、鋼板表面とノズル先端と
の間隔を0.6mm に調整し、塗膜厚を種々に変えて塗装を
行った。

【００３２】そして、本発明例と従来例とで「鋼板ライ
ン（長手）方向及び幅方向の塗膜厚さのバラツキ分布」
及び「塗料に混入した微小気泡が原因と思われる塗膜欠
陥の出現頻度」を比較した。

【００３３】この結果、表１に示すように、本発明例で
は従来例に比べて塗膜厚のバラツキは各々の膜厚に対し
てライン方向，幅方向共に¹/₃以下となり、また混入気
泡による欠陥も¹/₅以下となって大きな改善効果が得ら
れることを確認した。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【効果の総括】以上に説明した如く、この発明によれ
ば、塗布液の供給におけるポンプの脈動等の塗布膜欠陥
発生要因の影響が極力抑えられ、高品位の塗布膜を安定
して形成できる塗装装置を提供することができるなど、
産業上極めて有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す側面図である。

【図２】従来のスロットノズルコ−タ型塗装装置におけ
る塗布ヘッドの概要説明図である。

【図３】図２に示す塗布ヘッドへの塗布液供給経路の説
明図である。

【図４】従来の別例に係るスロットノズルコ−タ型塗装
装置での塗布ヘッドの概要説明図である。

【図５】図４に示す塗布ヘッドへの塗布液供給経路及び
塗布液供給量制御系に関する説明図である。

【符号の説明】

１バックアップロ−ル２帯状材３塗布ヘッド４ポケット部５スロット部６スロット開口７塗布液タンク８ポンプ９フィルタ 10 塗布ヘッド 11 第１液溜 12 第２液溜 13 圧力測定センサ− 14 計算・制御装置 21 ノズルヘッド部 22 圧力調整塗布液溜 23 塗布液供給路 24 塗布液吐出口 25 液面位置センサ− 26 圧力測定センサ− 27 溝 28 調整用押えボルト 29 塗布膜厚測定センサ− 30 コンプレッサ− 31 制御バルブ 32 気体圧力測定センサ− 33 堰 34 堰 35 フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柳謙一広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号三菱重工業株式会社広島研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気密室状の塗布液溜が付設されたノズル
ヘッドを有するスロットノズルコ−タ型塗装装置であっ
て、前記塗布液溜内の液面高さを調整する機構と、該塗
布液溜内の気圧を調整する機構とを備えて成ることを特
徴とする、スロットノズルコ−タ型塗装装置。